Начало » Audio DAC / Аудио ЦАП » Защита USB-устройств от статики. Чипы TPD2E001, USB6B1, STF202-22T1G

 
 
 

Защита USB-устройств от статики. Чипы TPD2E001, USB6B1, STF202-22T1G

30.10.15   basilevscom   13 827   10  

Наверное каждый из нас когда-нибудь испытывал на себе разряд статического электричества, а многие еще и сталкивались с результатом его разрушающего воздействия на электронику: выгоревшие микросхемы, флешки и другие устройства.
Экспериментируя с внешними USB ЦАПами и спалив парочку чипов, я серьезно задумался о защите их от статики.
По сути, защита от электростатического разряда (ESD – Electro Static Discharge) должна сводиться к ограничению его напряжения до допустимого значения. В схемах используют специальные диоды, стабилитроны, конденсаторы.
Защита USB-устройств от статики. Чипы TPD2E001, USB6B1, STF202-22T1G

Многие производители предлагают готовые решения защиты от ESD, например чипы TPD2E001 (Texas Instruments), USB6B1 (STMicroelectronics), STF202-22T1G (ON Semiconductors). См. даташиты внизу.


Схемотехника таких микросхем обычно представляет собой два варианта — стабилитрон и две пары диодов или более сложная схема с резисторами и конденсаторами. Второй вариант, кстати, уже содержит два резистора по 22 Ома, необходимых для согласования линий и резистор 1,5 кОм, определяющий скорость работы USB (LowSpeed/FullSpeed).


Отдельный стабилитрон защищает линию питания +3.3 V, хотя рекомендуется защищать в первую очередь входное питание +5 V USB. Для защиты входного питания можно поставить ещё один защитный стабилитрон на 5.6 V, подключенный параллельно питанию. Или использовать защитный диод между питанием 3.3 V и 5 V.
Для второго варианта я встречал решения, где резистор 1,5 кОм выведен на отдельную ногу микросхемы и не подключен к защитному стабилитрону, что позволяет подключать этот стабилитрон к шине 5 V, а не 3,3 V.

Характеристики защитных компонентов весьма внушительные, вот например предельные значения для сборки USB6B1:
VPP Peak pulse voltage:
IEC61000-4-2 contact discharge — 8 kV
IEC61000-4-2 air discharge — 15 kV
MIL STD883C-Method 30 15-6 — 4 kV
Peak pulse power 8/20 µs — 500 W
Peak pulse current 8/20 µs — 25A
Peak pulse current 2/10 µs — 40A

Применять эти микросхемы защиты в конкретных схемах достаточно просто. Они ставятся в разрыв между USB-разъёмом и самой схемой, к которой и подключаются шины питания и сигналы D+ и D-.
Для примера привожу часть принципиальной схемы (ЦАП на микросхеме PCM2704) соответственно без защиты, с защитой первый вариант, с защитой второй вариант:

Какой вариант предпочтительнее — выбирайте сами, в том числе исходя из доступности такого рода микросхем. Обращайте внимание на скорость передачи данных. Для высокоскоростных режимов USB2.0 и USB3.0 второй вариант не всегда годится из-за большой емкости фильтров сигнальных цепей.

Даташиты

Файловый сервис недоступен. Зарегистрируйтесь или авторизуйтесь на сайте.


Файловый сервис недоступен. Зарегистрируйтесь или авторизуйтесь на сайте.


Файловый сервис недоступен. Зарегистрируйтесь или авторизуйтесь на сайте.



Спасибо за внимание!

Камрад, рассмотри датагорские рекомендации

💰 Внимание! 800 рублей для новичков на Aliexpress 💰
Регистрируйтесь по нашей ссылке. Если вы впервые на Aliexpress - получите 800.00₽ купонами на свой первый заказ.
Антон (basilevscom)
Россия, Санкт-Петербург
Профиль basilevscom
О себе автор ничего не сообщил.
 

Читательское голосование

Нравится

Статью одобрили 59 читателей.

Для участия в голосовании зарегистрируйтесь и войдите на сайт с вашими логином и паролем.
 

Поделись с друзьями!

 

 

Связанные материалы

 

Схема на Датагоре. Новая статья Почему я люблю Texas Instruments?... Я люблю Texas Instruments потому, что это мощная корпорация, крупнейший в мире производитель...
Схема на Датагоре. Новая статья Прибор для проверки протяженных телефонных линий (более 2 км) с защитой от ложных срабатываний... При восстановлении работы кабельных линий связи удобно пользоваться генератором низкой частоты...
Схема на Датагоре. Новая статья TDA8920... TDA8920 - высококачественный усилитель мощности класса "D" с очень низким уровнем рассеяния....
Схема на Датагоре. Новая статья Полупроводники. Часть третья: Полупроводниковые диоды.... Вот, наконец и сами полупроводники, так сказать, собственной персоной! Начнем с диодов и им...
Схема на Датагоре. Новая статья Soft-start на MOSFET и выключатель питания для УНЧ и других устройств... Привет, друзья! Делал я как-то УНЧ с конденсаторами фильтра БП по 50.000 мкФ в плече. И задумал...
Схема на Датагоре. Новая статья Лабораторный импульсный блок питания. Часть 6. Защита ИБП и регуляторы тока нагрузки... Ограничение выходного тока импульсного блока питания необходимо прежде всего для защиты испытуемой...
Схема на Датагоре. Новая статья Автомобильный стабилизированный блок питания ноутбука для дальнобойщика. 15V 5A с защитой от КЗ, переполюсовки, перегрузки и перегрева... Блок питания был заказан водителем-дальнобойщиком для ноутбука, который мне увидеть так и не...
Схема на Датагоре. Новая статья Полупроводниковые диоды и схемы с диодами. Ровдо А.А.... Полупроводниковые диоды и схемы с диодами. Ровдо А.А. Издательство: ЛАЙТ Лтд. Год издания: 2000...
Схема на Датагоре. Новая статья Расчет и анализ параметрического стабилизатора напряжения (MS EXCEL)... Параметрические стабилизаторы напряжения до сих пор используются для питания маломощных устройств...
Схема на Датагоре. Новая статья Устройство защиты акустических систем на базе схемы А. Котова. Универсальное, простое, надёжное... Существует множество вариантов зашиты АС от постоянного напряжения, щелчков при включении и...
Схема на Датагоре. Новая статья УКВ усилитель мощности на металлокерамическом триоде ГИ-7Б... УКВ усилитель мощности на металлокерамическом триоде ГИ-7Б. УМ проектировался для мобильной УКВ ЧМ...
Схема на Датагоре. Новая статья Даташиты на микроконтроллеры AVR ATMega, ATTiny и AT90... Любому разработчику нужно знать специфику компонента, особенно если этот компонент -...
 

Общаемся по статье 💬

Защита USB-устройств от статики. Чипы TPD2E001, USB6B1, STF202-22T1G

Комментарии, вопросы, ответы, дополнения, отзывы

 

<
Читатель Датагора

Johh_Locke
Дмитрий

  • Кандидат
Комментарий # 1 от 31-10-15, 4:55.
  • С нами с 1.04.2015
  • 1 комментарий
  • 0 публикаций
 
Спасибо, весьма полезная информация. Раньше не слышал ни слова о защите от статики

<
Читатель Датагора

galrad
Радик

  • Гражданин
Комментарий # 2 от 31-10-15, 5:43.
  • С нами с 23.08.2011
  • 96 комментариев
  • 12 публикаций
 
Весьма актуальная тема! К сожалению о защите вспоминаешь лишь когда "вылетают" редкие или дорогие чипы...

<
Читатель Датагора

Kobold
Денис

  • Кандидат
Комментарий # 3 от 31-10-15, 15:26.
  • С нами с 17.03.2015
  • 13 комментариев
  • 0 публикаций
 
USB-Killer видели? Заряжает конденсаторы от линий питания, а потом даёт импульс -220В в линии данных, и так повторяет пока есть питание

//habrahabr.ru/post/268421/

Вот как бы от него защититься...

<
Читатель Датагора

pavel_k
Павел

  • Гражданин
Комментарий # 4 от 31-10-15, 17:11.
  • С нами с 30.07.2013
  • 107 комментариев
  • 7 публикаций
 
Защищённые от статики микросхемы это хорошо!
Но лучше всё-же принять меры против возникновения статики:
1)Компютер и приборы должны быть заземлены через вилку и розетку
с контактом для этого.
2)При работе с чуствительными к статике детальками- проводящий ПВС
коврик на столе ,паяльник и электро-инструменты заземлить через
резистор 1 мегаом.
3)Перед включением в USB порт любого устройства прикоснуться рукой
к металлу кабеля USB и корпусу компа. Статика стечёт через кожу на
заземлённый корпус.

<
Читатель Датагора

Datagor
Игорь Котов

  • Главный редактор
Комментарий # 5 от 31-10-15, 21:03.
  • С нами с 26.02.2006
  • 2 292 комментария
  • 275 публикаций
 
Цитата: Kobold
  USB-Killer видели? ... Вот как бы от него защититься...
Денис, от долбоклюев одна защита: бейте по рогам и не подпускайте к вашей технике.

Ниже детям до 21 не читать.

<
Читатель Датагора

Wishmaster
Дмитрий

  • Гражданин
Комментарий # 6 от 01-11-15, 2:53.
  • С нами с 1.05.2013
  • 111 комментариев
  • 20 публикаций
 
Тема полезная. У самого был печальный опыт - убил материнскую плату статикой, когда принтер подключал. Потом в сервисном центре надо мною хихикали мастера smile Ох, и давно это было.
Соглашусь с Павлом, что мероприятия препятствующие возникновению статического пробоя выполнять не только целесообразно, но и необходимо. Хочется только добавить, что при пайке чувствительных к статике элементов лучше пользоваться антистатическим браслетом, заземлённым через всё тот же 1М. Если конкретно с работой USB связывать, то касаться корпуса системного блока стоит только в случае полной уверенности, что этот корпус заземлён, во избежании неприятных последствий.
Хотя, в домашних условиях я мало кого встречал, кто бы "парился" по этому вопросу, но это до поры до времени.

<
Читатель Датагора

ICOM
Владимир

  • Кандидат
Комментарий # 7 от 10-11-15, 19:08.
  • С нами с 18.10.2015
  • 1 комментарий
  • 0 публикаций
 
Спасибо! Будем знать, честно говоря в первые слышу про статику на компе, заземлять надо все что втыкается в розетку, это мое мнение.

<
Читатель Датагора

dent
Юра

  • Кандидат
Комментарий # 8 от 15-11-15, 22:35.
  • С нами с 19.08.2012
  • 4 комментария
  • 0 публикаций
 
чипы хороши, спору нет.. но даташиты в свободном доступе в сети есть...

<
Читатель Датагора

Datagor
Игорь Котов

  • Главный редактор
Комментарий # 9 от 06-12-15, 21:37.
  • С нами с 26.02.2006
  • 2 292 комментария
  • 275 публикаций
 
Цитата: dent
  но даташиты в свободном доступе в сети есть
Юра, так это вроде никто не оспаривает. В сети есть даже фотка родинки на жопе кота Абамы.
Гланое знать, что искать и уметь искать. crazy

<
Читатель Датагора

cg_shura
Сергей

  • Кандидат
Комментарий # 10 от 29-12-15, 15:48.
  • С нами с 26.05.2014
  • 1 комментарий
  • 0 публикаций
 
С STF202 был у меня негативный опыт - устройство определялось только после отпайки STF202.
А с USBLC6-2SC6 проблем не было.

Информация
Вы не можете участвовать в комментировании. Вероятные причины:
— Администратор остановил комментирование этой статьи.
— Вы не авторизовались на сайте. Войдите с паролем.
— Вы не зарегистрированы у нас. Зарегистрируйтесь.
— Вы зарегистрированы, но имеете низкий уровень доступа. Получите полный доступ.